《有机体染色体》课件.ppt

1、ppt课件1第三章第三章 有机体、染色体及基因有机体、染色体及基因ppt课件2第一节 原核生物与真核生物细胞 v按照细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布，可将生命有机体划分为原核生物和真核生物两大类。v原核生物没有真正的细胞核，遗传物质存在于整个细胞之中，有时虽有相对集中的区域，但并无核膜围绕。v真核生物的遗传物质集中在有核膜包围着的细胞核中，并与某些特殊的蛋白质相结合成为核蛋白以构成一种细密的结构，这种结构叫做染色体。ppt课件3原核生物（原核生物（Prokaryotes）遗传物质类核或拟核遗传物质类核或拟核习惯上也称为染色体习惯上也称为染色体ppt课件4真核生物（真核生物（Eukaryote

2、s）遗传物质集中存遗传物质集中存在于核膜包围的在于核膜包围的细胞核中细胞核中,并与并与特殊的蛋白质结特殊的蛋白质结合为核蛋白合为核蛋白染色体染色体ppt课件5v原核生物的遗传物质只以裸露的核酸分子存在，且与少量蛋白质结合，但不形成染色体结构。然而习惯上，原核生物的核酸分子也常被人们称为染色体。v某些有机体，如噬菌体和病毒，既不是原核生物，也不是真核生物。它们是一种超分子的亚细胞生命形式，它们的繁殖必须在寄主体内进行，因而其遗传机制与其寄主密切相关，如噬菌体（即细菌病毒）适应了原核生物的遗传战略，而动物病毒和植物病毒则使用真核生物的遗传法则。ppt课件6原核生物和真核生物的差别 ppt课件7v原

3、核基因组的特点:v为一条环状双链DNA;只有一个复制起点;具有操纵子结构;绝大部分为单拷贝;基因一般是连续的,无内含子;重复序列很少。v真核基因组的特点:v真核生物基因组远大于原核生物基因组,结构复杂,基因数庞大,具有多个复制起点;ppt课件8v基因组DNA与蛋白质结合成染色体,储存于细胞核内;真核基因为单顺反子,而细菌和病毒的结构基因多为多顺反子;基因组中非编码区多于编码区;真核基因多为不连续的断裂基因,由外显子和内含子镶嵌而成;存在大量的重复序列;功能相关的基因构成各种基因家族;存在可移动的遗传因素;体细胞为双倍体,而精子和卵子为单倍体.ppt课件9第二节第二节 基因组与基因组与C C值值

4、v一个物种的单倍体的染色体的数目称为该物种的基因组(genome)。v基因组(genome)：是指细胞或生物体的全套遗传物质，即生物体维持配子或配子体正常功能的全套染色体所含的全部基因（DNA)。v如人基因组的全长为大约3109对碱基，编码 3-4万个蛋白分子ppt课件10v一个单倍体基因组的DNA含量总是恒定的，是物种所特有的，称为C 值(C-value)。vC值是每种生物的一个特征,不同物种的C值差异极大，最小的枝原体（mycoplasma）只有104bp，而最大的如某些显花植物和两栖动物可达1011bp。ppt课件11单倍体基因组DNA含量在低等真核生物 ppt课件12各种生物基因组大小

5、比较(从原核生物到哺乳动物)ppt课件13v不同物种的C值差异很大，随着生物的进化，生物体的结构与功能越复杂，其C值就越大。v在结构、功能根相似的同一类生物中，甚至在亲缘关系十分接近的物种之间，它们的C值可以相差数10倍乃至上百倍。哺乳动物(包括人类)的C值均为109bp的数量级，人们很难相信两栖动物的结构和功能会比哺乳动物更复杂。v C值矛盾：无法用已知的功能解释生物如此大的DNA量。ppt课件14C值矛盾v与预期的编码蛋白质的基因的数量相比，基与预期的编码蛋白质的基因的数量相比，基因组的因组的 DNADNA含量过多含量过多v例：人类与例：人类与E.coliE.coli编码基因数目的比较研究

6、编码基因数目的比较研究 E.coli.4 X 10E.coli.4 X 106 6bp DAN bp DAN 约编码约编码30003000种基因种基因 人类人类3109的的DNA DNA，是大肠杆菌的，是大肠杆菌的700700多倍多倍 有上百万个基因？有上百万个基因？ppt课件15v根据不同细胞中的根据不同细胞中的 mRNAmRNA数目来估算表达基因数目来估算表达基因的方法，的方法，哺乳动物的每种表型的细胞表达的哺乳动物的每种表型的细胞表达的基因约为基因约为1 110104 4个个v这样整个哺乳动物的基因数目要多于每种细这样整个哺乳动物的基因数目要多于每种细胞的表达数，估计应该有胞的表达数，估

7、计应该有1 110105 5个个（不同书（不同书上有一定偏差）上有一定偏差）v 约为大肠杆菌的约为大肠杆菌的3030倍，那么倍，那么9090以上的以上的DNADNA功能何在？功能何在？ppt课件16常见实验生物基因组的大小 ppt课件17v基因组大小与遗传复杂性并非线性相关，称为C值矛盾(Paradox)：v就哺乳动物而言，由于哺乳动物的基因含有所谓的“内含子”，因而基因可长达50008000 bP，少数可达10 000 bp。即使按这样大小的基因进行推算，哺乳动物的基因组相当于400 000600 000个基因，这是可能的吗？C值矛盾ppt课件18v基因数估计不会超过这个数字的10。通过DN

8、A与RNA杂交试验，在特定类型的细胞中表达的基因数目大约是10 000个，但各种细胞表达的基因不相同，估计要乘上一个系数（34）才能得到基因组的基因数目，有功能的基因数目为30 00040 000个。v间接证据是通过对果蝇突变的研究:必需基因的总数大约为5 000个，其平均基因大小为2 000 bP，总长度相当于107bp，刚好为基因组大小的10。即使考虑这些因素，基因所占基因组的比例也不会超过20。ppt课件19v2003年4月14日，美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯柯林斯博士隆重宣布，人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的所有目标全部实现。这样，由美、英、日、法、德和中国科

9、学家经过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图，在人类揭示生命奥秘、认识自我的漫漫长路上又迈出了重要的一步。v人类基因组“工作框架图”已于2000年6月完成，科学家发现人类基因数目约为3.4万至3.5万个，仅比果蝇多2万个，远小于原先10万个基因的估计。ppt课件20v持家基因（持家基因（housekeeping genehousekeeping gene）：有些基）：有些基因是在所有的细胞类型中都表达的，即这些因是在所有的细胞类型中都表达的，即这些基因的功能为所有细胞所必需（或称组成型基因的功能为所有细胞所必需（或称组成型基因基因 constitutive geneconstitutive

10、 gene）v奢侈基因（奢侈基因（luxury geneluxury gene）:仅在某种特定类仅在某种特定类型的细胞中表达的基因型的细胞中表达的基因ppt课件21第二节第二节 原核生物染色体和基因原核生物染色体和基因ppt课件22一、大肠杆菌（一、大肠杆菌（Escherichia coli E.coli）1 1、大肠杆菌在实际工作中、大肠杆菌在实际工作中 的重要性的重要性 1885 Theodor Escherich(1885 Theodor Escherich(德国德国)原命名为原命名为 Bacterium coliBacterium coli 将其属名改为将其属名改为 Escherich

11、ia Escherichia 是为了纪念发现者是为了纪念发现者 经常被当作是所有生物的经常被当作是所有生物的 原型（原型（archetype）ppt课件23 b、生长迅速，要求营养物质简单，能进行很多生理生化过程、生长迅速，要求营养物质简单，能进行很多生理生化过程c、其有性生殖的存在使得遗传学的研究成为可能其有性生殖的存在使得遗传学的研究成为可能 d、能够供应细菌病毒的生长，使病毒的本性即病毒扩增的、能够供应细菌病毒的生长，使病毒的本性即病毒扩增的 深入研究成为可能深入研究成为可能 a、在实验室中容易操作、在实验室中容易操作ppt课件24 类核中，染色体类核中，染色体DNA成分占成分占80，其

12、余为，其余为RNA和蛋白质和蛋白质 4.6 x 106bp的基因组的基因组DNA 与多种与多种DNA结合蛋白质组装成结合蛋白质组装成 E.coli的染色体的染色体 基因组基因组DNA为为双链环状双链环状，总长度为，总长度为11001400m，1400 个基因都已定位个基因都已定位 （1）染色体染色体DNA 对数生长期的对数生长期的E.coli（24个类核个类核）丰富的基因组）丰富的基因组 DNA2 2、大肠杆菌的遗传物质、大肠杆菌的遗传物质ppt课件25ppt课件26 E.coli的基因结构的特点的基因结构的特点 a、功能相关的几个结构基因以操纵元（功能相关的几个结构基因以操纵元（operon

13、）的形式存在）的形式存在 其中包括共同的调节基因、启动子（其中包括共同的调节基因、启动子（promoter）、操作子）、操作子 （operator）,在基因转录时协同动作在基因转录时协同动作 iOperonRegulatoryGenepozyaDNAm-RNA-GalactosidasePermeaseTransacetylaseProteinppt课件27 b、包括功能相关的、包括功能相关的RNA基因也串联在一起基因也串联在一起(rrn 操纵元操纵元)，如：如：16S rRNA、23S rRNA、5S rRNA基因转录在同一个基因转录在同一个 转录产物中转录产物中 d、RNA基因多拷贝基因多

14、拷贝 大多数的大多数的E.coli菌株都含菌株都含 有七个有七个rrn其中六个分布在其中六个分布在 E.coliDNA的双向复制的双向复制 起起点附近）点附近）c、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在ppt课件28（2）质粒质粒DNA（plasmid DNA）细菌中另一类遗传物质细菌中另一类遗传物质环状环状DNA，存在于染色，存在于染色体之外，能自我复制体之外，能自我复制质粒也携带许多基因，质粒也携带许多基因，如：抗生素抗性基因如：抗生素抗性基因质粒(Plasmid)：独立于染色体外的，能自主复制且稳定遗传的遗传因子。是一种环状的双链DNA分子。存在于细菌、放线菌、

15、真菌以及一些动植物细胞中，在细菌细胞中最多。ppt课件29ppt课件303 3、大肠杆菌的酶类、大肠杆菌的酶类 细胞中含有核酸代谢所需的各种酶类细胞中含有核酸代谢所需的各种酶类 多种限制性内切酶（多种限制性内切酶（restriction endonuclease）只在特异顺序碱基的位点上（迴文序列）与只在特异顺序碱基的位点上（迴文序列）与DNA结合，并沿结合，并沿固定的位点切割固定的位点切割如：如：E.coli的的 EcoR的识别序列的识别序列 5.G-A-A-T-T-C3 3.C-T-T-A-A-G.5限制性内切酶限制性内切酶最基本的工具酶，最基本的工具酶，在在DNA测序、片段分离、克隆测序

16、、片段分离、克隆DNA的环节都要利用的环节都要利用ppt课件31二、噬菌体（二、噬菌体（phage）1 1、X174X174噬菌体噬菌体 很小的很小的E.coliE.coli噬菌体，噬菌体，DNADNA为单链环状，有为单链环状，有53865386个核苷酸（个核苷酸（Frederick SangerFrederick Sanger于于19771977分析测分析测定，为此荣获第二次诺贝尔奖定，为此荣获第二次诺贝尔奖 ）2 2、X174X174噬菌体基因排列更噬菌体基因排列更加体现经济原则：加体现经济原则：a.11a.11个蛋白个蛋白质基因，只转录成三个质基因，只转录成三个mRNAmRNA b.DN

17、Ab.DNA分子绝大部分用来编码分子绝大部分用来编码蛋白质，不翻译部分只占蛋白质，不翻译部分只占4 4（基因之间的间隔区控制基（基因之间的间隔区控制基因表达的序列）因表达的序列）ppt课件32 重迭基因有以下几种情况：重迭基因有以下几种情况：*一个基因完全在另一个基因内部一个基因完全在另一个基因内部 如：如：B B和和A A，E E和和D D 其读码结构互不相同其读码结构互不相同 c c、最显著的特点是有重叠基因最显著的特点是有重叠基因（overlapping genes overlapping genes 或或 嵌套嵌套基因基因 nested genesnested genes）-ATG-/

18、-AATGCC-/-ATAACG-/-TAA-A*BATGCCN-NNATAAppt课件33 *部分重叠部分重叠 K K和和C C *两个基因共用少数碱两个基因共用少数碱基对，如：基对，如：A A*和和C C，D D和和J J-ATGA-CStart codon-TAATG-A*Stop codonDStop codonJStart codonppt课件34 *其基因均是按功能相近的聚集成簇的（两个正调节基因其基因均是按功能相近的聚集成簇的（两个正调节基因N N 和和Q Q除外）除外）*存在形式存在形式在寄主体内有在寄主体内有溶源溶源生长周期生长周期（原噬菌（原噬菌体）和体）和溶菌生长周溶菌生

19、长周期期两种生活途径两种生活途径 ppt课件35 第三节第三节 真核生物的染色体真核生物的染色体ppt课件36一、概述：一、概述：*真核真核DNADNA组蛋白组蛋白 核小体核小体 *核小体折叠压积核小体折叠压积 染色质（染色质（chromatinchromatin）（其它的蛋白质和（其它的蛋白质和RNARNA）*大部分细胞生活周期里以染色质的形式存在（弥散状）大部分细胞生活周期里以染色质的形式存在（弥散状）M M期染色体形式期染色体形式 *染色质有两种型染色质有两种型 a a、常染色质：密度较低，能被表达、常染色质：密度较低，能被表达 b b、异染色质：密度较高，不被表达（着丝粒、端粒）、异染

20、色质：密度较高，不被表达（着丝粒、端粒）ppt课件37Cell cycle Cell cycle Interphase 间期间期:G1+S+G2 M phase(mitosis 有丝分裂有丝分裂):ppt课件38二、核小体（二、核小体（NuclearsomeNuclearsome）*染色体结构的第一个染色体结构的第一个层次，构成染色质的层次，构成染色质的基基本结构单位本结构单位 146bpDNA 146bpDNA 组蛋白组蛋白 八聚体八聚体核小体的核小体的核核 心颗粒心颗粒 直径约直径约10nm10nm 1 1、核小体的组成、核小体的组成ppt课件39二、组蛋白（二、组蛋白（Histone）与

21、与Euk.Euk.的的DNADNA结合的一类碱性蛋白质结合的一类碱性蛋白质 *染色体的主要蛋白质组分染色体的主要蛋白质组分 *富含富含LysLys、ArgArg等碱性氨基酸，等碱性氨基酸，11KD 11KD 23KD23KD *核心组蛋白有核心组蛋白有H2AH2A、H2BH2B、H3H3和和H4H4，另一种为，另一种为H1H1 *与与DNADNA紧密结合紧密结合 *保守性强，但保守性强，但H1H1的保守性较弱的保守性较弱H2BH2AH3H4a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1L1L2aNppt课件40 *组蛋白八聚体（组蛋白八聚体（Histone octamer）H2AH2A与与H

22、2BH2B、H3H3与与H4H4的亲和力强，的亲和力强，通过通过C C端的疏水氨基酸结合端的疏水氨基酸结合 两个两个H3H3、H4H4先形成四聚体先形成四聚体 结合两个结合两个H2AH2A和和H2BH2B的异二聚体的异二聚体 组蛋白八聚体组蛋白八聚体 ppt课件41 组蛋白八聚体组蛋白八聚体146bp146bp的的核心核心DNADNA146bp146bp的核心的核心DNADNA在组蛋白八聚体上盘绕在组蛋白八聚体上盘绕1.81.8圈圈ppt课件42Mononucleosomes typically have 200 bp DNA.End-trimming reduces the length o

23、f DNA first to 165 bp,and then generates core particles with 146 bp.微球菌核酸酶处理微球菌核酸酶处理所得核小体所得核小体DNADNA长长度的变化度的变化ppt课件43ppt课件44Chromatosome166 bp,2 superhelical turnHistone H1 *组蛋白组蛋白H1H1把核小体把核小体 “封锁封锁”起来起来其中，其中，166bp核小体核小体DAN的堆积比为的堆积比为1056nm线性长度线性长度5.6nm螺线管螺线管ppt课件45连接连接 DNADNA 100 bp平均平均 55 bpNucleos

24、omeHistone H1Nucleosome repeat:Core+linker DNA200 bp 2 2、染色体结构的形成、染色体结构的形成 （1 1）首先若干个核小体形成念珠状结构首先若干个核小体形成念珠状结构 ppt课件46The 10 nm fiber is a continuous strong of nucleosomes.每个核小体单位包括：200bp左右的DNA、一个组蛋白八聚体、一分子H1ppt课件47 高度有序高度有序 左手螺旋左手螺旋 每圈包括六个核小体每圈包括六个核小体 30 nm fiber(直径直径30nm)Solenoid(螺线管）螺线管）（2 2）30nm

25、30nm纤丝纤丝的构成的构成 染色质结构的第二层次染色质结构的第二层次a a、组成、组成ppt课件48Nuclear matrix(核基质核基质),protein complex30 nm fiber300 nmb b、体内存在状态、体内存在状态ppt课件49从从DNA到染到染色体的过程色体的过程Compaction ratio=8000ppt课件50Centromere着丝粒着丝粒Telomere有丝分裂中期的染有丝分裂中期的染色体色体姊妹染色单体姊妹染色单体Nuclear matrix核基质核基质30nm 纤丝环纤丝环Chromatid 染色染色单体单体 3 3、着丝粒（、着丝粒（cent

26、romerecentromere 或中心粒或中心粒)和端粒和端粒(telomere)(telomere)ppt课件51（1）着丝粒）着丝粒(centromere)Yeast centromere富含富含AT,两侧有高度重复的两侧有高度重复的卫星卫星DNA,属异染色质区属异染色质区ppt课件52 a、真核染色体线性、真核染色体线性DNA末端的特殊末端的特殊DNA序列序列 b、有数百个拷贝的、有数百个拷贝的短的正向重复序列短的正向重复序列,且总是且总是3端富含端富含G 如：人体内如：人体内 5-TTAGGG-3 c、复制靠端粒酶（、复制靠端粒酶（telomerase 核蛋白核蛋白)来完成来完成，不

27、同于正，不同于正常常DNA的复制的复制 d、端粒、端粒DNA形成形成特殊的二级结构特殊的二级结构（G四联体形成四链结构）四联体形成四链结构）以使染色体末端免遭降解以使染色体末端免遭降解（2）端粒端粒(Telomere)ppt课件53第四节第四节 真核生物的基因真核生物的基因ppt课件54一、基因簇与基因家族一、基因簇与基因家族（Gene cluster、Gene family）基因家族（基因家族（Gene familyGene family）:真核生物的基因组中许多来源相同，真核生物的基因组中许多来源相同，结构相似、功能相关的一组基因结构相似、功能相关的一组基因 简单多基因家族：简单多基因家族

28、：5S rRNA5S rRNA基因家族基因家族 复杂多基因家族：各个成员并不都是相同的复杂多基因家族：各个成员并不都是相同的 a a、五个组蛋白基因、五个组蛋白基因(果蝇、海胆等的果蝇、海胆等的)b b、rRNArRNA、tRNAtRNA基因家族基因家族 往往以串联重复基因簇的形式出现往往以串联重复基因簇的形式出现目前可分为三类：目前可分为三类：ppt课件55串联重复基因簇的特点：串联重复基因簇的特点：各成员之间有高度的序列一致性各成员之间有高度的序列一致性拷贝数高拷贝数高 几十几十 几百几百非转录的间隔区短而一致非转录的间隔区短而一致正好满足组蛋白基因、正好满足组蛋白基因、rRNA rRNA

29、 基因和基因和 tRNAtRNA的的 基因产物被细胞大量需要基因产物被细胞大量需要基因簇（基因簇（gene clustergene cluster）：基因家族的各成员紧密成簇，排列）：基因家族的各成员紧密成簇，排列 成大段的串联重复单位，定位于染成大段的串联重复单位，定位于染 色体的特殊区域色体的特殊区域 由发育阶段控制的多基因家族：人类珠蛋白的基因家族由发育阶段控制的多基因家族：人类珠蛋白的基因家族ppt课件56 a a、组蛋白基因家族（、组蛋白基因家族（Histone gene familyHistone gene family）一个重复单位一个重复单位(基因簇，基因簇，gene clus

30、ter)gene cluster)的组织情况的组织情况H1H4H2BH3H2A不转录间隔区不转录间隔区海胆海胆组蛋白基因表达特点：组蛋白基因表达特点：没有内元没有内元 没有多聚没有多聚A A尾巴尾巴 真核生物基因特点真核生物基因特点 ppt课件57 b b、rRNA rRNA 基因家族基因家族 （rDNA gene familyrDNA gene family）海胆海胆450copies烟草烟草750 copies果蝇果蝇100 copiesT 18s T 5.8s T 28s NT 18s T 5.8s T28s5.8s重复单位的组织重复单位的组织一个重复单位内的一个重复单位内的转录转录的间

31、隔区的间隔区（内元）（内元）重复单位之间的重复单位之间的不转录间隔区不转录间隔区ppt课件58 c、tRNA基因基因 tRNAtRNA约长约长 707080 bp80 bp，其基因约长，其基因约长140 bp 140 bp(内元内元)串联重复排列，但各重复单位内的各串联重复排列，但各重复单位内的各tRNAtRNA基因可以不同基因可以不同 d、5S rRNA基因基因 简单多基因家族简单多基因家族成簇排列成簇排列,10,102 2 10104 4拷贝拷贝123 3 不转录的间隔区不转录的间隔区1 5S rRNA2 假基因假基因 重复单位间由高重复单位间由高 度重复序列隔开度重复序列隔开ppt课件5

32、9 假基因（假基因（Pseudogenes）：）：与正常基因结构相似，但没有正常与正常基因结构相似，但没有正常功能的功能的DNADNA序列序列 e、由发育阶段控制的多基因家族、由发育阶段控制的多基因家族 人类珠蛋白基因家族典型的人类珠蛋白基因家族典型的2 2类基因簇：类基因簇：珠蛋白基因簇，珠蛋白基因簇，珠蛋白基因簇珠蛋白基因簇在基因组中可形成稳定的无活性的拷贝在基因组中可形成稳定的无活性的拷贝血红蛋白血红蛋白珠蛋白珠蛋白血红素血红素ppt课件60 发育过程中的珠蛋白（血红蛋白）的亚基组成发育过程中的珠蛋白（血红蛋白）的亚基组成两种亚基的编码基因分别形成两个不同的基因簇两种亚基的编码基因分别形

33、成两个不同的基因簇,并存在于并存在于不同的染色体上不同的染色体上（1616和和1111号染色体）号染色体）每个基因簇中的基因按其在发育过程中的表达次序从每个基因簇中的基因按其在发育过程中的表达次序从5533排列在编码链上排列在编码链上(其中包括有功能的基因和假基因其中包括有功能的基因和假基因)2 2 2 22%97%1%2%97%1%-样亚基样亚基-样亚基样亚基ppt课件6116号染色体上，包括一个活化的基因，一个假基因，2个基因，2个假基因和一个未知功能的基因，两个基因编码同样的蛋白质；-珠蛋白基因位于11号染色体上，包括5个有功能的基因（、2、和），还有一个假基因。ppt课件62不同发育阶

34、段血红蛋白的亚基组成 ppt课件63二、割裂基因二、割裂基因（splitting genesplitting gene）不连续基因（不连续基因（discontinuous gene discontinuous gene）断裂基因（断裂基因（interrupted geneinterrupted gene）概念：编码某一概念：编码某一RNARNA的基因中有些序列并不出现的基因中有些序列并不出现在成熟的在成熟的RNARNA序列中，成熟序列中，成熟RNARNA的序列在基因中被的序列在基因中被其他的序列隔开。其他的序列隔开。1 1、割裂基因的发现、割裂基因的发现 通过成熟通过成熟mRNAmRNA（或（

35、或cDNAcDNA）与编码基因的）与编码基因的DNADNA杂杂交试验而发现交试验而发现ppt课件64 intronsexonsR环环鸡的卵清蛋白基因鸡的卵清蛋白基因DNADNA与其与其mRNAmRNA杂交图杂交图ppt课件651978 Gilbert 1978 Gilbert 真核生物基因的新概念真核生物基因的新概念 Exon(外显子、外元外显子、外元)DNA 与成熟与成熟RNA间的对应区域间的对应区域氨基酸的编码区（氨基酸的编码区（amino acid coding region）非间隔区（非间隔区（unspacer）is any segment of an interrupted gene

36、 that is represented in the mature RNA product原初转录物中通过原初转录物中通过RNARNA拼接反应而保留于成熟拼接反应而保留于成熟RNARNA中中的序列或基因中与成熟的序列或基因中与成熟RNARNA序列相对应的序列相对应的DNADNA序列序列ppt课件66Intron(Intron(内含子、内元内含子、内元)is a segment of DNA that is transcribed,but removed from within the transcript by splicing together the sequences(exons)on

37、 either side of it.DNA 与成熟与成熟RNA间的非对应区域间的非对应区域 氨基酸的非编码区（氨基酸的非编码区（uncoding region）间隔区（间隔区（spacer）但被转录但被转录原初转录物中通过原初转录物中通过RNARNA拼接反应而被去除的拼接反应而被去除的RNARNA序列或序列或基因中与这种基因中与这种RNARNA序列相对应的序列相对应的DNADNA序列序列R R环（环（R-loopR-loop）：mRNAmRNA与编码单链与编码单链DNADNA杂交时，不互补的杂交时，不互补的 intronintron部分形成的环部分形成的环ppt课件67割裂基因割裂基因前体前

38、体mRNAIntrons 去除去除Exons 连接连接ppt课件68Precursor mRNA(pre-mRNA)Heterogeneous nuclear RNA(HnRNA)真核生物基因的转录物又称为真核生物基因的转录物又称为 所以真核生物基因又称为所以真核生物基因又称为 Splitting gene Interrupted gene间隔基因，断裂基因间隔基因，断裂基因前体前体mRNA,核内不均一核内不均一 RNA由于真核生物的绝大多数结构基因都含有内元由于真核生物的绝大多数结构基因都含有内元ppt课件692 2、Splitting Gene 的普遍性的普遍性a)a)真核生物（真核生物（

39、EukaryotsEukaryots）中）中绝大部分结构基因绝大部分结构基因 tDNA,rDNAtDNA,rDNA mtDNA,cpDNAmtDNA,cpDNAb)b)原核生物原核生物 （ProkaryotsProkaryots）中）中SV40 SV40 大大T T 抗原抗原gene gene 小小t t 抗原抗原 gene gene 1984 Dr.Chu 1984 Dr.Chu T4 phage T4 phage 的胸苷合成酶的胸苷合成酶 genegene1017 dNt intron 1017 dNt intron Splitting gene Splitting gene 并非真核生物

40、所特有并非真核生物所特有ppt课件70酵母酵母Maturase Maturase 合成受合成受 Cyt.b intron II Cyt.b intron II 的自动控制的自动控制maturase 过剩过剩利用利用intron II 编码成熟酶编码成熟酶maturase 减少减少提前剪切提前剪切 intron II3 3、Splitting geneSplitting gene 概念的相对性概念的相对性 a)IntronIntron 并非并非“含而不露含而不露”Yeast Yeast 细胞色素细胞色素b b基因基因 Intron II Intron II 编码成熟酶编码成熟酶ppt课件71 c

41、)并非真核生物所有的结构基因均为并非真核生物所有的结构基因均为splitting genesplitting gene 不是不是splitting splitting genegene b)Exon 并非并非“表里如一表里如一”人类尿激酶原基因人类尿激酶原基因 Exon I I 不编码不编码 氨基酸序列氨基酸序列Histone gene family Histone gene family 干扰素干扰素Yeast Yeast 中多数基因（中多数基因（ADHADH）(果蝇果蝇 ADH ADH 乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶 基因为间隔基因基因为间隔基因)4、Splitting geneSplitting gene 存在的生物学意义存在的生物学意义 （内元的意义内元的意义）ppt课件72v原核生物一般只有一个染色体即一个核酸分子（DNA或RNA)。v结构：裸露的DNA分子（未与蛋白结合），大多致为双螺旋结构，这些核酸分子又大多数为环状，少数为线状。ppt课件73v大肠杆菌染色体是由4.2106碱基对组成的双链环状DNA分子，以1000 bp作为基因的平均长度计算，大肠杆菌可以有30004000个基因。目前已经定位的基因已达900多个。